Summary: The purpose of this report was to evaluate the rehabilitation of Kampen School, designed by SINTEF, carried out in the period 2000-2004. Non-traditional solutions were chosen in the form of an energy-efficient and functional hybrid ventilation system. The aim was to map which properties of the ventilation system ensure a good indoor climate and low energy consumption. The group became familiar with the ventilation system by studying reports related to the rehabilitation and by carrying out an inspection of the building. The first inspection was carried out in collaboration with the operations manager for Kampen School and supervisor Peter Schild, where the operation and structure of the system were reviewed. Based on the information acquired, hypotheses were set up so that measurement methods could be developed. Assessment of data in the SD system has been used to understand the automation and operation of the ventilation system. The ventilation efficiency was calculated using trace gas measurements, temperature logging was performed to determine the effect of the thermal mass on the supply air temperature, air flow measurements were carried out to determine the supply air, extract air and basic ventilation volumes. Pressure drop measurements were carried out over individual components to determine the total pressure drop in the system and power measurements of the fans to determine SFP. The results of the measurements were compared with what was designed and the requirements from the 1997 building regulations (TEK97) that were applicable during the rehabilitation. The rehabilitation of the ventilation system at Kampen School ensures a good indoor climate and low energy consumption. The ventilation system is built with a consistently low pressure drop and the use of natural driving forces. Measurements have revealed that the natural driving forces do not provide sufficient driving pressure, which results in the basic ventilation not meeting the requirements of TEK97. It is nevertheless a great advantage that the system is built with a low pressure drop and low air velocities. This contributes to the fans having very good SFP and a heat recovery coil with high temperature efficiency. The disadvantage is that the low pressure drop results in an unbalanced distribution of air and therefore problem rooms with high CO₂ concentrations arise. The ventilation system proved to be very robust. During the measurement period, the group uncovered two major technical errors, which in a conventional ventilation system would probably have had major consequences. The ventilation system has the capacity to cover these errors to such an extent that no significant changes in the indoor climate have been registered. This is because the fans have good capacity and that the demand control works well. The school’s energy consumption is lower than projected and is so low that it almost meets the requirements for new school buildings according to the 2010 building regulations (TEK10). Decisive factors for low energy consumption at Kampen School are demand control, good temperature efficiency of the heat recovery unit and low SFP.
Norsk sammendrag: Hensikten med denne rapporten var å evaluere rehabiliteringen av Kampen skole, prosjektert av SINTEF, utført i perioden 2000 – 2004. Det ble valgt utradisjonelle løsninger i form av et energieffektivt og funksjonelt hybrid ventilasjonsanlegg. Det skulle kartlegges hvilke egenskaper i ventilasjonsanlegget som sørger for godt inneklima og lavt energiforbruk. Gruppen gjorde seg kjent med ventilasjonssystemet ved å studere rapporter knyttet til rehabiliteringen og ved å utføre befaring av bygget. Første befaring ble gjennomført i samarbeid med driftsansvarlig for Kampen skole og veileder Peter Schild, der virkemåte og oppbygning av systemet ble gjennomgått. På bakgrunn av tilegnet informasjon ble det satt opp hypoteser slik at målemetoder kunne bli utarbeidet. Vurdering av data i SD-anlegg er benyttet for å forstå ventilasjonsanleggets automatikk og virkemåte. Ventilasjonseffektiviteten ble beregnet ved hjelp av sporgassmålinger, temperaturlogging ble utført for å finne den termiske massens effekt på tilluftstemperaturen, luftmengdemålinger ble gjennomført for å finne tilluft, avtrekk og grunnventilasjonsmengder. Det ble gjennomført trykkfallsmålinger over enkeltkomponenter for å avdekke det totale trykkfallet i anlegget og effektmålinger av viftene for å finne SFP. Resultatene av målingene ble sammenlignet med det som var prosjektert og krav fra TEK97 som var gjeldende under rehabiliteringen. Rehabiliteringen av ventilasjonsanlegget ved Kampen skole sørger for et godt inneklima og lavt energiforbruk. Ventilasjonsanlegget er bygget med gjennomgående lavt trykkfall og utnytelse av naturlige drivkrefter. Målinger har avdekket at de naturlige drivkreftene ikke sørger for tilstrekkelig drivtrykk, som resulterer i at grunnventilasjonen ikke tilfredsstiller kravene i TEK 97. Det er allikevel en stor fordel at systemet er bygget opp med lavt trykkfall og lave lufthastigheter. Dette bidrar til at viftene har meget god SFP og varmegjenvinnerbatteri med høy temperaturvirkningsgrad. Ulempen er at det lave trykkfallet gir en skjevfordeling av luft og det oppstår derfor problemrom med høye CO₂-konsentrasjoner. Ventilasjonsanlegget viste seg å være veldig robust. I måleperioden avdekket gruppen to store tekniske feil, som i et konvensjonelt ventilasjonsanlegg trolig ville hatt store konsekvenser. Ventilasjonsanlegget har kapasitet til dekke over disse feilene i så stor grad at det ikke har vært registrert signifikante endringer i inneklimaet. Dette skyldes at viftene har god kapasitet og at behovsstyringen funger godt. Energiforbruket til skolen er lavere enn prosjektert og er så lavt at det nesten oppfyller kravene for nye skolebygninger etter TEK 10 standard. Avgjørende faktorer for lavt energiforbruk på Kampen skole er behovsstyring, god temperaturvirkningsgrad på varmegjenvinneren og lav SFP.
Supervisor(s): Peter G. SCHILD (HiOA).
Acknowledgements: Undervisningsbygg; HiOA (Øystein Andersen).

Summary: The Energy and Environment in Buildings study programme at Oslo and Akershus University College has a water-borne heating system that is intended for demonstrations and laboratory use for students. The school wishes to look into the possibility of using it more in teaching contexts. A main project work focusing on how this can be optimised is the basis for this report. Calculated valve settings for STAD valves in existing systems can be seen in the table on the left. It can be seen that the valve settings are very low, which indicates oversizing. This means that there will be problems regulating small water volumes. Several attempts were made to regulate the system. In the table on the right, it can be seen that the water volume above R1 and R3 was desired. R2 was higher than desired, and without the possibility of throttling more. R4 could not be opened further due to the pressure difference. The results from the water flow measurement, as can be seen on the left, show that Kamstrup and STAD have quite similar measurement values. The Sika meter showed a very large deviation in relation to the other two meters, but after a calibration, it can be seen that the values ​​became more consistent. Being able to regulate the water flow to the desired level and at the same time be able to carry out a measurement is considered a given in such a laboratory. The fact that the system is oversized and contains many poor solutions in terms of user friendliness, can be concluded that the existing system does not meet the expectations that one can have of such a laboratory. The system should therefore be upgraded. Based on the calculations, the new proposed system will be able to satisfy the school’s desire for promoted use through teaching contexts and laboratory tasks. It will contain a better pedagogical presentation. The completed designed system contains a one-pipe system, a two-pipe system and a reversed return system. Pipes and valves were sized down compared to the existing ones. It contains two heating sources, like the existing one, but here the electric cassette can be run both in parallel and in series. The tap water circuit and the metering orifice are proposed to be removed.
Norsk sammendrag: Studieretningene Energi og Miljø i bygg på Høgskolen i Oslo og Akershus har et vannbårent varmeanlegg som er tenkt til demonstrasjoner og laboratoriebruk for studenter. Høgskolen ønsker å se på muligheten for å dra den mer inn i undervisningssammenhenger. En hovedprosjektoppgave med fokus på hvordan denne kan optimaliseres er grunnlaget for denne rapporten. Beregnede ventilinnstillinger for STAD-ventiler i eksisterende anlegg ses i tabellen til venstre. En kan se at ventilinnstillingene er veldig lave, noe som viser indikasjoner på overdimensjonering. Dette gjør at en vil få problemer med å regulere små vannmengder. Det ble utført flere forsøk på å innregulere anlegget. I tabellen til høyre, kan en se at vannmengden over R1 og R3 ble ønsket. R2 ble høyere en ønsket, og uten mulighet for å strupe mer. R4 kunne ikke åpnes mer med hensyn på trykkdifferansen. Resultatene fra vannmengdemålingen, som en kan se til venstre, viser at Kamstrup og STAD har ganske like måleverdier. Sika måleren viste et veldig stort avvik i forhold til de to andre målerne men etter utført en kalibrering kan en se at verdiene ble mer samsvarende. Det å kunne regulere vannmengden til ønsket nivå og samtidig kunne gjennomføre en måling er ansett som en selvfølge i et slikt laboratorium. Det at anlegget er overdimensjonert og inneholder mange dårlige løsninger i forhold til brukervennlighet, kan en konkludere med at det eksisterende anlegget ikke innfrir de forventningene en kan ha til et slikt laboratorium. Anlegget bør derfor oppgraderes. Det nye foreslåtte anlegget vil ut fra beregningene kunne tilfredsstille skolens ønske om fremmet bruk gjennom undervisningssammenhenger og laboratorieoppgaver. Det vil inneholder en bedre pedagogisk fremstilling. Det ferdige prosjekterte anlegget inneholder ett-rørs system, to-rørs system og vendt retur system. Rør og ventiler ble dimensjonert ned i forhold til eksisterende. Det inneholder to oppvarmingskilder, slik som det eksisterende, men her kan elkassett kjøres både parallelt og i serie. Tappevannskretsen og måleblenden foreslås fjernet.
Supervisor(s): Trond Thorgeir HARSEM (HiOA & Norconsult).

Summary: The Deloitte building in Bjørvika, Oslo, has Lindinvent supply air valves installed by GK as a technical solution for demand-controlled ventilation. The system uses smart supply air valves with damper motor, built-in regulator, presence detector, IR (infrared) wireless communication, air flow and temperature measurement, and external CO₂ sensor. The unit in question is of the Systemair DVCompact 40 type and is sized for around 8200 m³/h with a sizing SFP factor (Specific Fan Power) of 1.79 kW/(m³/s). Today, the focus is on reducing energy requirements in commercial buildings. The measurement figure SFP [kW/(m³/s)] is used to describe the energy efficiency of ventilation systems. Since SFP depends on air flow and pressure drop, there is a lot of focus on having the lowest possible pressure drop in ventilation systems. When dimensioning and modeling in computer programs, accuracy is therefore required so that there is little deviation between the calculated pressure drop and the actual pressure drop. The consequences of incorrectly calculated pressure drop can result in large additional financial costs in the form of higher power consumption in the unit. There is little testing of MagiCAD’s calculations in practice, and questions are raised about how accurate the program is. Pressure drop calculations and pressure drop measurements have therefore been carried out and compared at different operating settings. The report shows that there is a difference between the calculated and measured pressure drop at the T-connector. Due to large measurement uncertainty, different air volumes and some differences between drawing and installation, it cannot be concluded that MagiCAD has calculation errors. In order to be able to determine specific errors, it is recommended to carry out further investigations in laboratories where all the parameters that have an impact on the pressure drop can be set. TEK 10 § 14-3 requires SFP ≤ 2.0 kW/(m³/s) for commercial buildings, but there are currently no requirements for SFP during normal operation. It has been investigated how SFP changes with reduced air volumes in a VAV system. Theoretical calculations were carried out according to Standard NS 3031 Appendix H, SystemairCAD, ASHRAE standards, and physical measurements were carried out on the ventilation system. When calculating reduced SFP, NS 3031 Appendix H gave the best estimate in relation to the measured value. In order to reduce the energy requirement for ventilation of buildings, it is therefore proposed to set requirements for SFP during reduced operation.
Norsk sammendrag: Deloitte-bygget i Bjørvika, Oslo, har Lindinvent tilluftsventiler installert av GK som teknisk løsning på behovsstyrt ventilasjon. Systemet benytter smarte tilluftsventiler med spjeldmotor, innebygget regulator, tilstedeværelsesdetektor, IR (infrarødt) trådløs kommunikasjon, luftmengdemåler, temperaturmåler, og ekstern CO₂-føler. Det aktuelle aggregatet er av typen Systemair DVCompact 40 og dimensjonert for rundt 8200 m³/h med en dimensjonerende SFP-faktor (Specific Fan Power) på 1,79 kW/(m³/s). I dag fokuseres det på å redusere energibehovet i yrkesbygg. For å beskrive energieffektiviteten til ventilasjonsanlegg brukes måletallet SFP [kW/(m³/s)]. Ettersom SFP avhenger av luftmengde og trykkfall er det mye fokus på å ha et lavest mulig trykkfall i ventilasjonsanlegg. Ved dimensjonering og modellering i dataprogrammer kreves derfor nøyaktighet slik at det blir lite avvik mellom beregnet trykkfall og virkelig trykkfall. Konsekvensene av feil beregnet trykkfall kan gi store økonomiske merkostnader i form av høyere effektforbruk i aggregatet. Det er lite etterprøving av MagiCADs beregninger i praksis, og det stilles spørsmål om hvor nøyaktig programmet er. Det er derfor utført og sammenlignet trykkfallsberegninger og trykkfallsmålinger ved forskjellige driftsinnstillinger. Rapporten viser at det blir forskjell mellom beregnet og målt trykkfall ved T-stikk. På grunn av stor måleusikkerhet, ulike luftmengder og noen forskjeller mellom tegning og montering kan en ikke konkludere med at MagiCAD har beregningsfeil. For å kunne fastslå konkrete feil, anbefales det å gjennomføre videre undersøkelser i laboratorier der en kan stille alle parameterne som har innvirkning på trykkfallet. I TEK 10 § 14-3 stilles det krav til SFP ≤ 2,0 kW/(m³/s) for næringsbygninger, men det stilles per i dag ingen krav til SFP ved normal drift. Det er undersøkt hvordan SFP endrer seg med reduserte luftmengder i et VAV- anlegg. Det ble gjennomført teoretiske beregninger etter Standard NS 3031 tillegg H, SystemairCAD, ASHRAE standards, og fysisk utførte målinger på ventilasjonsanlegget. Ved beregning av redusert SFP, ga NS 3031 tillegg H det beste estimatet i forhold til målt verdi. For å redusere energibehovet til ventilering av bygg, foreslås det derfor å stille krav til SFP ved redusert drift.
Supervisor(s): Ida BRYN (HiOA & Erichsen & Horgen AS).
Acknowledgements: Erichsen & Horgen AS; SINTEF Byggforsk (Peter G. Schild); HIOA (Øystein Andersen).

Summary: Increased focus on energy and the environment and stricter requirements in building regulations have led to growth in the low-energy and passive house market. The Municipality of Oslo has decided that all new municipal buildings will, as a general rule, be built according to the passive house standard from 2014. At the same time, there has been increased focus on indoor climate, which has led to stricter requirements in building regulations and standards. The Joint Requirements Specifications for the Municipality of Oslo (FKOK) set strict requirements for indoor climate, including requirements for high air volumes. Experience has shown that it is challenging to satisfy the requirements in both the passive house standard (NS 3701) and the Joint Requirements Specifications for the Municipality of Oslo (FKOK). While FKOK sets requirements for high air volumes, it is necessary to assume low average air volumes to meet the energy requirement in the passive house standard. To achieve a low average air volume, a well-functioning and energy-optimal demand management is necessary. The purpose of the work we have carried out has been to assess various issues that arise in connection with ventilation in passive house school buildings with the Oslo municipality as the developer.
The following will be examined in more detail: (i) Whether the passive house standard can be met while meeting the requirements for air volumes in FKOK, (ii) Factors that influence the design of the ventilation system, (iii) Regulation of demand-controlled ventilation, and (iv) Use of simulation programs to assess various control parameters in relation to air volumes.
To answer the question, a literature study has been conducted and theoretical calculations have been made. The theoretical calculations are based on a preliminary project carried out by Haugenstua School carried out by COWI. Work has also been done with the simulation program IDA ICE, where a model of a classroom has been built to simulate the necessary air volumes. The theoretical calculations show that it is challenging to meet the requirements in the passive house standard if the requirements for air volumes set in FKOK are met. The theoretical calculations also show that the simultaneity in the building is generally low and that the required supply air temperature for heating the building with ventilation only is below 40 °C. Simulations in IDA-ICE show that the air flow is generally higher when using combined temperature and CO₂ control than when using only either CO₂ or temperature as a control parameter for demand control of the ventilation, while temperature control leads to higher air flows than CO₂ control. Based on these findings, it has been concluded that the requirements for air flows in FKOK are disproportionately high. It is recommended to continue working on calculating the possibility of building passive house school buildings and at the same time meeting the air flow requirements in FKOK. It is further recommended to look more closely at the scientific basis for FKOK and the possibilities for improving FKOK to adapt to requirements for more energy-friendly school buildings. Because higher air flows are required for temperature control of the rooms than for ventilation due to the load on people and materials, it is not recommended to dimension the ventilation system according to simultaneity.
Norsk sammendrag: Økt fokus på energi og miljø og strengere krav i byggeforskrifter har ført til vekst i lavenergi- og passivhusmarkedet. Oslo kommune har vedtatt at alle kommunale nybygg som hovedregel skal bygges etter passivhusstandard fra 2014. Det har samtidig vært økt fokus rundt inneklima, noe som har ført til strengere krav i byggeforskrifter og standarder. I Felles Kravspesifikasjoner for Oslo Kommune (FKOK) stilles det strenge krav til inneklima, blant annet krav til høye luftmengder. Erfaringer har vist at det er utfordrende å tilfredsstille kravene i både passivhusstandarden (NS 3701) og Felles kravspesifikasjoner for Oslo kommune (FKOK). Mens det i FKOK stilles krav til høye luftmengder, er det nødvendig å regne med lave gjennomsnittlige luftmengder for å møte energikravet i passivhusstandarden. For å oppnå lav gjennomsnittlig luftmengde er det nødvendig med en velfungerende og energioptimal behovsstyring. Hensikten med det arbeidet vi har utført har vært å vurdere ulike problemstillinger som oppstår i forbindelse med ventilasjon i passivhus skolebygg med Oslo kommune som utbygger.
Det skal sees nærmere på: (i) Om passivhusstandarden kan oppfylles samtidig som krav til luftmengder i FKOK følges, (ii) Faktorer som påvirker prosjektering av ventilasjonsanlegget, (iii) Regulering av behovsstyrt ventilasjon, og (iv) Bruk av simuleringsprogrammer for å vurdere ulike styringsparametere i forhold til luftmengder.
For å svare på problemstillingen er det foretatt en litteraturstudie samt gjort teoretiske beregninger. De teoretiske beregningene er basert på et forprosjekt gjort av Haugenstua skole utført av COWI. Det er også jobbet med simuleringsprogrammet IDA ICE, hvor det er bygd opp en modell av et klasserom for å gjøre simuleringer av nødvendige luftmengder. De teoretiske beregningene viser at det er utfordrende å møte kravene i passivhusstandarden om kravene til luftmengder stilt i FKOK oppfylles. De teoretiske beregningene viser også at samtidigheten i bygget generelt er lav og at nødvendig tilluftstemperatur for oppvarming av bygget med kun ventilasjon er under 40 °C. Simuleringer i IDA-ICE viser at luftmengden generelt er høyere ved bruk av kombinert temperatur- og CO₂-styring enn ved kun enten CO₂ eller temperatur som styringsparameter for behovsstyring av ventilasjonen, mens temperaturstyring fører til høyere luftmengder enn CO₂-styring. På bakgrunn av disse funnene er det konkludert med at kravene stilt til luftmengder i FKOK er uforholdsmessige høye. Det er anbefalt å jobbe videre med beregning av muligheten til å bygge passivhus skolebygg og samtidig møte luftmengdekravene i FKOK. Det er videre anbefalt å se nærmere på det faglige underlaget for FKOK og muligheter for forbedringer av FKOK for tilpassing til krav om mer energivennlige skolebygg. Fordi det kreves høyere luftmengder for temperering av rommene enn for å ventilere på grunn av person- og materialbelastning anbefales det ikke å dimensjonere ventilasjonsanlegget etter samtidigheten.
Supervisor(s): Ole MELHUS (HiOA), Anne Kristine Amble (COWI).
Acknowledgements: COWI AS, HiOA (Habtamu Madessa, Peter G. Schild).

Summary: This dissertation presents our investigation into whether the ventilation system at Miljøhuset GK offers a better solution compared to a pressure-controlled DCV system and a conventional CAV system, in terms of energy use, indoor climate, and cost-effectiveness. Miljøhuset, located at Ryen and completed in 2012, is considered to be the most energy-efficient office building in Norway, measured in kWh/m². We chose to focus on the fourth floor, as this was where we had access to adjust the building management system (BMS), and where GK could accommodate our work. We began by designing a CAV (Constant Air Volume) system based on the existing system at Miljøhuset. The same duct layout and diffuser placements were retained, but we redesigned the system using the velocity method. Components from Trox were used. This system was primarily developed for comparison purposes — to evaluate energy consumption and cost relative to the existing system. For the pressure-optimised DCV system, the control principle was changed from active diffusers (used in the existing system) to a pressure-based control strategy. The same dimensions for ducts and diffusers were maintained. All active supply air diffusers were replaced with passive diffusers, and pressure sensors and dampers suitable for pressure control were installed. We also conducted a tracer gas analysis to assess the quality of air mixing. This was performed in a selected meeting room, where the desired airflow was adjusted via the BMS. To assess indoor environmental quality at Miljøhuset GK, we carried out an Örebro questionnaire survey among the employees on the fourth floor. In addition, we conducted indoor climate measurements, which were compared to relevant standards and guidelines. These assessments were important for gaining a more comprehensive understanding of how the indoor climate is perceived by the building occupants. From the economic evaluation, we found that the CAV system was the least expensive to install, but also the system with the highest energy consumption and CO₂ emissions. The damper-optimised system used at Miljøhuset had the highest investment cost, but also the lowest energy consumption, the shortest payback period, and the lowest CO₂ emissions. The pressure-controlled system had a relatively high investment cost and did not achieve sufficient energy savings to ensure a favourable payback time. Its energy consumption was calculated as a percentage of the CAV system’s consumption, based on a simultaneity factor. The Örebro survey revealed some deviations between the results from Miljøhuset and the reference values from the MM 40 NA office standard. The tracer gas analysis showed poor air mixing during air supply, while the results were better during extraction. The poor mixing during supply may be due to insufficient mixing of the tracer gas in the supply duct. We concluded that the existing system at Miljøhuset GK performs best in all economic and environmental metrics, although the payback period is somewhat long. The Örebro survey also showed some deviations from the standard.
Norsk sammendrag: Denne rapporten oppsummerer vår undersøkelse om hvorvidt ventilasjonsanlegget på Miljøhuset GK er en bedre løsning enn et trykkstyrt DCV-anlegg og et CAV-anlegg med tanke på energibruk, inneklima og økonomi. Miljøhuset ligger på ryen og stod ferdig i 2012, bygget går for å være det bygget i Norge som bruker minst kWh/m². Vi valgte å ta for oss 4. etasje i bygget, da det var her vi hadde tilgang til å endre på SD-anlegget og her GK hadde plass til oss. Vi startet med å prosjektert et CAV-anlegg med utgangspunkt i det eksisterende anlegget på Miljøhuset. Det ble valgt å bruke samme kanalgang og plassering av ventiler, men vi dimensjonerte anlegget på nytt ved hjelp av hastighetsmetoden. Produktene vi benyttet oss av kommer fra Trox. Dette anlegget ble i hovedsak brukt for å sammenligne energibruk og den økonomiske kostnaden opp mot det eksisterende anlegget. Når vi tok for oss det trykkoptimaliserte anlegget ble styringsprinsippet endret fra aktive ventiler som er på det eksisterende anlegget til et trykkstyrt styringsprinsipp. Vi beholdt sammen dimensjoner på ventiler og kanaler. Dette ble gjort ved å bytte ut alle aktive tilluftsventiler med passive tilluftsventiler. Det ble plassert ut trykkfølere og spjeld som var tilpasset trykkstyringen. Vi gjorde også en måling for å vurdere kvaliteten på omrøringen av luften, hvor vi utførte en sporgassanalyse. Det ble valgt ut et møterom hvor analysen skulle bli utført og vi fikk endret lufthastigheten til ønsket verdi på SD-anlegget. For å vurdere inneklimaet på Miljøhuset GK ble det utført en ørebroundersøkelse blant de ansatte i 4 etasje. Inneklimamålinger som ble vurdert opp mot normer og anbefalinger ble også utført. Dette var viktig å gjøre for å få et utfyllende innblikk i hvordan de ansatte oppfatter inneklimaet på kontoret. Fra den økonomiske vurderingen kom vi frem til at CAV – anlegget er det billigste anlegget, men samtidig det anlegget med høyest energiforbruk og CO₂ utslipp. Det spjeldoptimaliserte anlegget på Miljøhuset er det dyreste å gå til innkjøp av, men har det minste energibruken og den kjappeste inntjeningen. Dette anlegget har også minst CO₂ utslipp. Det trykkstyrte anlegget er ganske dyrt å investere i og har ikke et lavt nok energiforbruk til at inntjeningstiden skal være god. Energibruket her ble beregnet til å være en prosentandel av CAV anlegget ved en samtidighetsberegning. Örebroundersøkelsen viser at det er en del avvik fra undersøkelsen utført på Miljøhuset og standarden MM 40 NA kontor. Sporgassanalysen viser at luftomrøringen er dårlig ved tilførsel av luft, mens det ser bra ut når sporgassen trekkes ut. At den er dårlig ved tilførsel kan skyldes at sporgassen ikke ble godt nok blandet i tilluftskanalen. Vi kom frem til at anlegget på Miljøhuset er det beste på alle økonomiske og miljømessige beregninger, men at inntjeningstiden er noe lang. Det er noe avvik på svarene på Örebro undersøkelsen i forhold til standarden.
Supervisor(s): Habtamu B. MADESSA (HiOA).
Acknowledgements: GK (Bjørn S. Johansen).

Summary: The main goal of the task was to determine whether water-based heating is an economical, environmentally friendly and comfortable solution in the apartments of the future. The background to the problem was to investigate whether there is a need for water-based heating. With constantly new building standards and a goal of passive house level a few years in the future, the heating need in buildings will be reduced, and this will lead to a deterioration in the profitability of water-based heating. The problem has aroused interest among several professional groups. They have shown commitment and been helpful. Several have expressed frustration with the strict requirements, while others believe that they are necessary to ensure a good environment in the future. Most have expressed a desire for improved cooperation across professional groups, so that water-based heating becomes a simpler and thus preferred solution in new buildings. The task is divided into four sub-objectives. The first two sub-objectives deal with the energy need in new apartment blocks and which heating solutions are feasible according to laws and regulations. Sub-goal three deals with installation costs and the environmental policy guidelines that are the basis for choosing heating solutions in residential buildings. Sub-goal four consists of a survey conducted by residents of new residential buildings with a water-borne heating solution. To carry out the energy simulation, an apartment block in Koksabukta at Fornebu in Bærum municipality was used as a reference building. Real energy simulations were carried out to investigate whether the rules in paragraph §14.7-2 of the 2010 building regulations (TEK10) are complied with. Using the energy simulation program SIMIEN, the heating requirement was found, first according to the minimum requirements in TEK 10 and information provided by the developer. Then according to the passive house standard (NS 3031). The result from the simulation was compared with measured consumption in the apartment block. In the simulation with the passive house standard, space heating constitutes less than 40% of the total heating requirement, thus direct-acting electricity or fossil fuels can be used for heating. The energy simulation showed that new homes have a high heating requirement that does not comply with the requirements in the building standards. In addition, the apartment block has a higher space heating consumption compared to the simulations. The proportion of heating items (space heating, ventilation air and tap water) is largely affected by supply air temperatures, indoor temperatures, humidity, consumption patterns and demand management. The low electricity prices make it difficult for renewable energy sources to compete with electric heating. The installation cost of water-based heating is higher than the installation of electric heating. Laws and regulations ensure that renewable energy solutions grow, and that in areas with district heating systems there is a connection obligation (§14.8 in TEK10). Water-based heating is a prerequisite for the use of district heating. District heating is controversial because many in the construction industry believe that it is disproportionately expensive to connect to district heating in relation to the useful value. Water-based heating in bathrooms has a bad reputation among developers. The survey surveyed the residents’ perceptions of the various heating solutions. The survey showed that water-based heating was the preferred solution in the living room, but opinions were divided in the bathroom. There is no difference between residents’ assessments of electric or water-based heating in the bathroom. Approximately half expressed dissatisfaction with the regulation. This appears to be due to an expectation of rapid regulation, which is more due to the inertia of underfloor heating as such than which solution emits the heat. Norwegian energy should be prioritized for purposes other than heating. The authorities should ensure that waste heat is used for heating in Norwegian buildings. There is no reason to use clean and high-quality Norwegian electricity to heat homes, when there is good access to alternative solutions. In addition, focus should be placed on providing users with information and knowledge about energy consumption and energy-saving measures. In the apartments of the future, emphasis must be placed on and arrangements made for simpler and better solutions, so that investment in water-based systems is reduced. Among other things, the tap water system should be connected to technical installations such as washing machines, dishwashers and dryers. It can be concluded that water-based heating is an ideal solution in the apartments of the future. The report shows that residents prefer this type of heating, as it provides a comfortable indoor environment. Water-based heating solutions can be combined with environmentally friendly energy sources, which makes it energy flexible also in the future. There are a number of economic and political challenges, but with good cooperation between the parties and the development of newer and better solutions, this can be solved.
Norsk sammendrag: Hovedmålet med oppgaven var å kartlegge hvorvidt vannbåren oppvarming er en økonomisk, miljøvennlig og komfortabel løsning i fremtidens leiligheter. Bakgrunnen for problemstillingen har vært å undersøke om det er behov for vannbåren oppvarming. Med stadig nye byggstandarder og et mål om passivhusnivå noen år fram i tid, vil oppvarmingsbehovet i bygg reduseres, og det fører til at lønnsomheten for vannbåren varme blir dårligere. Problemstillingen har vekket interesse hos flere yrkesgrupper. De har vist engasjement og vært behjelpelige. Flere har uttrykt frustrasjon over strenge krav, mens andre mener det er nødvendige for å sikre et godt miljø i fremtiden. De fleste har uttrykt et ønske om bedret samarbeid på tvers av yrkesgruppene, slik at vannbåren oppvarming blir en enklere og dermed foretrukket løsning i nye bygg. Oppgaven er delt i fire delmål. De to første delmålene omhandler energibehovet i nye boligblokker og hvilke oppvarmingsløsninger som er gjennomførbare etter lover og forskrifter. Delmål tre tar for seg installasjonskostnader og de miljøpolitiske føringene som ligger til grunn ved valg av oppvarmingsløsninger i boligbygg. Delmål fire består av en spørreundersøkelse utført av beboere i nye boligbygg med vannbåren oppvarmingsløsning. For å gjennomføre energisimuleringen ble en boligblokk i Koksabukta på Fornebu i Bærum kommune brukt som referansebygg. Det ble gjort reelle energisimuleringer for å undersøke om reglene i paragraf §14.7-2 i TEK10 overholdes. Ved bruk av energisimuleringsprogrammet SIMIEN ble oppvarmingsbehovet funnet, først etter minstekravene i TEK 10 samt oppgitt informasjon fra utbyggeren. Deretter etter passivhusstandard (NS 3031). Resultatet fra simuleringen ble sammenlignet med målt forbruk i boligblokken. I simuleringen med passivhusstandard utgjør romoppvarming mindre enn 40 % av det totale oppvarmingsbehovet, dermed kan det benyttes direktevirkende elektrisitet eller fossilt brensel til oppvarming. Fra energisimuleringen kom det frem at nye boliger har et høyt oppvarmingsbehov som ikke samsvarer med kravene i byggstandardene. I tillegg har boligblokken et høyere romoppvarmingsforbruk sammenlignet med simuleringene. Andelen av oppvarmingspostene, (romoppvarming, ventilasjonsluft og tappevann) påvirkes i stor grad av tilluftstemperaturer, innetemperaturer, fuktighet, forbruksmønster og behovsstyring. De lave strømprisene gjør det vanskelig for de fornybare energikildene og konkurrere med elektrisk oppvarming. Installasjonskostnaden av vannbåren oppvarming er høyere enn installasjon av elektrisk oppvarming. Lover og regler påser at fornybare energiløsninger vokser frem, og at det i områder med fjernvarmeanlegg er det tilknytningsplikt (§14.8 i TEK10). Vannbåren varme er en forutsetning for bruk av fjernvarme. Fjernvarme er omstridt fordi mange i byggebransjen mener det er uforholdsmessig kostbart å tilknytte seg fjernvarme i forhold til nytteverdien. Vannbåren varme på bad har blant utbyggere et dårlig rykte. I spørreundersøkelsen ble det kartlagt hvilken oppfatning beboerne hadde til de ulike oppvarmingsløsningene. Undersøkelsen viste at vannbåren oppvarming var den foretrukne løsningen i stuen, men på badet var det delte meninger. Det er ingen forskjell mellom beboeres vurdering av elektrisk eller vannbåren oppvarming på badet. Omtrent halvparten uttrykte misnøye med reguleringen. Dette ser ut til å skyldes en forventning om hurtig regulering, som mer skyldes treghet i gulvvarme som sådan, enn hvilken løsning som avgir varmen. Norsk energi burde prioriteres til andre formål enn oppvarming. Myndighetene bør påse at det benyttes spillvarme til oppvarming i norske bygg. Det er ingen grunn til å benytte ren og høyverdig norsk elektrisitet til oppvarming av boliger, når det finnes god tilgang på alternative løsninger. I tillegg burde det fokuseres på å gi brukerne informasjon og kunnskap om energiforbruk og energisparende tiltak. I fremtidens leiligheter må det vektlegges og tilrettelegges for enklere og bedre løsninger, slik at investering av vannbårne systemer reduseres. Blant annet burde tappevannssystemet kobles opp mot tekniske installasjoner som vaskemaskin, oppvaskmaskin og tørketrommel. Det kan konkluderes med at vannbåren oppvarming er en ideell løsning i fremtidens leiligheter. Ut fra rapporten kommer det frem at beboere fortrekker denne typen oppvarming, da det gir et komfortabelt innemiljø. Vannbårne oppvarmingsløsninger kan kombineres med miljøvennlige energikilder, som gjør det energifleksibelt også i fremtiden. Økonomisk og politisk er det en del utfordringer, men med godt samarbeid mellom partene og utvikling av nyere og bedre løsninger kan dette løses.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG (HiOA).
Acknowledgements: Fortum fjernvarme (Atle Nørstebø); Multiconsult (Trond Ivar Bøhn, Stig Jarstein); Fornebulandet AS (Rena Flåteteigen Kløvstad); Skanska (Knut Tollefsen); BKK (Jan Einar Johannesen); HiOA (Øystein Andersen, Hugo Lewi Hammer).

Summary: The dissertation touches on the important physical principles that constitute the basis for converting sunlight into electricity. It mentions the factors that influence and, not least, limit the efficiency of a solar cell. Varying energy in sunlight and the challenges associated with utilizing a larger part of the electromagnetic spectrum are an important point of contact for today’s solar cells. It is surprising to see how much of the energy we get from the sun cannot be utilized with traditional solar cell technology. A lot of energy is lost, but perhaps it is possible to find ways to utilize the excess energy in the future. We would like to look more at the possibilities that lie in utilizing solar energy better. Not least, what opportunities exist to increase efficiency with newer technology. It would also have been exciting to see how well the conditions are for using solar cells in Norway and how research on solar cells is conducted here.
Norsk sammendrag: Oppgaven berører de viktige fysiske prinsipper som ligger til grunn for å omdanne sollys til elektrisitet. Den nevner faktorene som påvirker og ikke minst begrenser en solcelles virkningsgrad. Varierende energi i sollys og utfordringene knyttet til å utnytte en større del av det elektromagnetiske spekteret, er et viktig ankepunkt for dagens solceller. Det er overraskende å se hvor mye av energien vi får fra solen som, med tradisjonell solcelleteknologi, ikke kan utnyttes. Svært mye energi går tapt, men kanskje er det mulig å finne måter å utnytte overskuddsenergien på i fremtiden. Vi skulle gjerne sett mer på mulighetene som ligger i å utnytte solenergien bedre. Ikke minst på hvilke muligheter som finnes for å øke virkningsgraden med nyere teknologi. Det hadde også vært spennende å sett på hvor godt forholdene ligger til rette for bruk av solceller i Norge og hvordan det forskes på solceller her til lands.
Supervisor(s): Marius LYSEBO (HiOA).

Summary: In this thesis, we have looked at a radial gas turbine. The goals and tasks we set ourselves before starting the thesis were: to understand the turbine’s operation, to do a simplified thermodynamic analysis of the gas turbine, to investigate what is special about Lages’ gas turbine, and how these properties will affect the thermodynamic efficiency. We have also modeled Lages’ turbine with simplifications and attempted a flow calculation of air through the engine. Numerical calculations have also been made where appropriate. In chapter 2, we looked at an ideal turboprop engine, i.e. a gas turbine connected to a propeller. We analyzed the process through the gas turbine and calculated the efficiency (η) for the ideal gas turbine. The result was η = 0.46. In chapter 3, we approximated the ideal gas turbine to Lages’ gas turbine. It was mainly the starting conditions and specifications that were different. For Lages’ ideal gas turbine, we obtained an efficiency of 0.34. By including a hypothetical heat exchanger that could transfer 100% of the heat from the exhaust gas, the efficiency was as high as 0.57. Since this is an unrealistic estimate, we decided to investigate the heat exchanger more thoroughly. This was time-consuming, advanced and involved a lot of trial and error. The heat exchanger’s efficiency was ε = 0.13. This led to the engine’s efficiency increasing by 2% to η = 0.36. The low efficiency of the heat exchanger is due to the heat exchanger’s small size. The heat exchanger’s efficiency is in good agreement with inventor Lage’s assumption of 10-15%. The compressor in the engine is a radial compressor. This has some unusual choices in its design that make it special. Normally, all the rotor blades in a compressor rotate in the same direction, this does not apply to the compressor in Lage’s gas turbine. One of the three stages in the compressor has been replaced with counter-rotating rotor blades. This should result in the same or higher compression ratio, while making the compressor smaller. Lage stated that the compression ratio would be approximately 4. Our analysis of the compressor gave a compression ratio of 4.53.
Norsk sammendrag: I denne oppgaven har vi sett på en radiell gassturbinen. Målene og arbeidsoppgavene vi satte oss før oppgavens start varå: forstå turbinens virkemåte, gjøre en forenklet termodynamisk analyse av gassturbinen, undersøke hva som er spesielt med Lages gassturbin, og hvordan disse egenskapene vil påvirke den termodynamiske virkningsgraden. Vi har også modellert Lages turbin med forenklinger og forsøkt en strømningsberegning av luft gjennom motoren. Det er også gjort numeriske beregninger der hvor det er hensiktsmessig. I kapittel 2 så vi på en ideell turbopropmotor, dvs. en gassturbin tilkoblet en propell. Vi analyserte prosessen gjennom gassturbinen og beregnet virkningsgrad (η) for den ideelle gassturbinen. Resultatet ble η = 0,46. I kapittel 3 tilnærmet vi den ideelle gassturbinen til Lages gassturbin. I hovedsak var det startbetingelsene og spesikasjonene som var annerledes. For Lages ideelle gassturbin fikk vi en virkningsgrad på 0,34. Vedå inkludere en hypotetisk varmeveksler som kunne overføre 100 % av varmen fra eksosgassen, ble virkningsgraden hele 0,57. Siden dette er et urealistisk estimat bestemte vi oss for å undersøke varmeveksleren grundigere. Dette var tidkrevende, avansert og innebar mye prøving og feiling. Varmevekslerens virkningsgrad ble ε = 0,13. Dette førte til at motorens virkningsgrad økte med 2% til η = 0,36. Den lave virkningsgraden for varmeveksleren skyldes at varmeveksleren er liten. Varmevekslerens virkningsgrad er i god overensstemmelse med oppfinner Lages antagelse på 10-15%. Kompressoren i motoren er en radialkompressor. Denne har noen uvanlige valg i konstruksjonen som gjør den spesiell. Vanligvis vil alle rotorbladene i en kompressor rotere i samme retning, dette gjelder ikke for kompressoren i Lages gassturbin. Ett av de totalt tre stegene i kompressoren er erstattet med motroterende rotorblader. Dette skal føre til samme eller høyere kompresjonsforhold, samtidig som kompressoren blir mindre. Lage oppga at kompresjonsforholdet ville være ca 4. Vår analyse av kompressoren ga et kompresjonsforhold på 4,53.
Supervisor(s): Marius LYSEBO (HiOA).
Acknowledgements: NTNU (Erling Næss); HiOA (Ole Melhus).

Summary: In January 2013, an article was published in Science (L. Carr, 2013). The author describes a practical experiment in which an ultracold potassium gas is manipulated so that the system has achieved negative absolute temperature. This thesis explains the theoretical concepts necessary to understand the article. In the two-dimensional Ising model, the particles are arranged in a lattice structure, not unlike the optical lattice from the Science article. We have made numerical simulations of such a two-dimensional Ising model, to investigate whether it is possible to say anything about the behavior of a system at negative absolute temperatures.
Norsk sammendrag: I januar 2013, ble det publisert en artikkel i Science (L. Carr, 2013). Forfatteren gjør rede for et praktisk forsøk der en ultrakald kaliumgass er manipulert slik at systemet har oppnådd negativ absoluttemperatur. Denne oppgaven gjør rede for teoretiske begreper som er nødvendige for å forstå artikkelen. I den todimensjonale Isingmodellen er partiklene ordnet i en gitterstruktur, ikke ulikt det optiske gitteret fra Science-artikkelen. Vi har gjort numeriske simuleringer av en slik todimensjonal Isingmodell, for å undersøke om det er mulig å si noe om et systems oppførsel ved negative absolutttemperaturer.
Supervisor(s): Marius LYSEBO (HiOA).

Summary: Windows have a limited lifespan and are constantly being developed with lower U-values. In homes, windows are one of the building structures that account for the greatest heat loss. Enova recommends that homes with windows from the 1970s and 80s should replace them to reduce heat loss. Other benefits that come with replacing windows are better indoor climate and comfort, noise reduction and better heating economy. The main objective of the project was to compare energy and cost savings with double and triple glazing, with U-values ​​of 1.2 and 0.8 W/m²K respectively, when replacing windows in an older apartment building in Hafrsfjordgata 3. This was carried out using energy simulations of the energy demand and cost analysis calculations. The energy simulations required calculations of areas, U-values, specific fan power, specific pump power, normalized thermal bridge value, leakage rate and total air flow. Measurements of areas and air speeds in exhaust ducts were necessary to calculate the total air volume. Thermography was performed to visualize any thermal bridges. The apartment block’s board also wanted to look at options for replacing the current oil boiler with various renewable energy sources. Energy label simulations were performed for the various window types and with renewable energy sources to document any energy improvements. The results of the energy simulations showed that investing in triple glazing has higher annual energy savings than double glazing. The simulated space heating requirement for double glazing was 196,560 kWh/year and for triple glazing 175,137 kWh/year. Compared to the simulated space heating requirement for today’s windows, this represents a difference of 76,946 kWh/year and 98,369 kWh/year, respectively. These results were used to calculate the cost savings, which were further used in the cost analysis. The cost analysis was calculated with and without a bank loan and gave an indication of which window types would be most profitable to invest in. Triple-glazed glass has a 7.8% higher investment cost compared to double-glazed glass, but the cost analysis calculated with a bank loan shows that this is reduced to 1.3% after 30 years. Without a bank loan, the cost analysis shows that it would be most profitable with triple-glazed glass. The energy label will improve from red F to red E, when replacing with double or triple-glazed glass. Uncertainty calculations that were performed showed that the air volumes led to a deviation of 3.3 and 4.6% for the room heating requirement. The air volumes that were used in the energy simulations are therefore considered representative. It is assumed that there is uncertainty in all calculated values. The heat loss figure that was presented in the energy-temperature curve, the ET curve, was within an acceptable deviation of 10% in relation to the calculated heat loss figure in the energy simulations. This means that all assumptions and uncertainties can be disregarded and will not affect the conclusion of the thesis. It is concluded from energy simulations and cost analyses that the board should choose to invest in triple glazing, as comfort and indoor climate are important factors. At the same time, this will give the apartment block a higher increase in value than when choosing double glazing. When replacing the current oil boiler, it is recommended to install a geothermal heat pump and use the electric boiler as peak load. This will result in an improvement in the energy label from red F to yellow B.
Norsk sammendrag: Vinduer har begrenset levetid og de utvikles stadig med lavere u-verdier. I boliger er vinduer en av bygningskonstruksjonene som utgjør det største varmetapet. Enova anbefaler at boliger med vinduer fra 1970- og 80-tallet bør bytte disse for å minske varmetapet. Andre fordeler som medfølger vindusskifte er bedre inneklima og komfort, støydemping samt bedre varmeøkonomi. Prosjektets hovedmål var å sammenligne energi- og kostnadsbesparelse ved to- og trelags glass, med u-verdi på henholdsvis 1,2 og 0,8 W/m²K, ved utskiftning av vinduer i en eldre boligblokk i Hafrsfjordgata 3. Dette ble utført ved hjelp av energisimuleringer av energibehovet og beregninger av kostnadsanalyse. Energisimuleringene krevde at det ble utført beregninger av arealer, u-verdier, spesifikk vifteeffekt, spesifikk pumpeeffekt, normalisert kuldebroverdi, lekkasjetall og total luftmengde. Målinger av arealer og lufthastigheter i avtrekkskanaler var nødvendig for å beregne total luftmengde. Termografering ble utført for å visualisere eventuelle kuldebroer. Boligblokkens styre ønsket i tillegg å se på muligheter for utskiftning av nåværende oljekjel til ulike fornybare energikilder. Energimerkesimuleringer ble utført for de ulike vindustypene og med fornybar energikilde for å dokumentere eventuelle energiforbedringer. Resultatene av energisimuleringene viste at investering i tre-lags glass har høyere årlig energibesparelse enn to-lags glass. Simulert romoppvarmingsbehov ved to-lags glass ble 196 560 kWh/år og ved tre-lags glass 175 137 kWh/år. Sammenlignet med simulert romoppvarmingsbehov for dagens vinduer utgjør dette en differanse på henholdsvis 76 946 kWh/år og 98 369 kWh/år. Disse resultatene ble benyttet for utregning av kostnadsbesparelsen som videre ble benyttet i kostnadsanalysen. Kostnadsanalysen ble beregnet med og uten banklån og gav en indikasjon på hvilke vindustyper som vil være mest lønnsomt å investere i. Tre-lags glass har 7,8 % høyere investeringskostnad sammenlignet med to-lags glass, men kostnadsanalysen beregnet med banklån viser at dette reduseres til 1,3 % etter 30 år. Uten banklån viser kostnadsanalysen at det vil være mest lønnsomt med tre-lags glass. Energimerket vil forbedres fra rød F til rød E, ved utskiftning til to- eller tre-lags glass. Usikkerhetsberegninger som ble utført viste at luftmengdene førte til et avvik på 3,3 og 4,6 % for romoppvarmingsbehovet. Luftmengdene som ble innsatt i energisimuleringene anses derfor som representative. Det antas å være usikkerhet til alle beregnede verdier. Varmetapstallet som ble fremstilt i energitemperatur-kurven, ET-kurven, lå innenfor et akseptabelt avvik på 10 % i forhold til beregnet varmetapstall i energisimuleringene. Dette betyr at alle antagelser og usikkerheter kan ses bort ifra og vil ikke påvirke oppgavens konklusjon. Det konkluderes ut fra energisimuleringer og kostnadsanalyser at styret bør velge å investere i tre-lags glass, da komfort og inneklima er viktige faktorer. Samtidig vil dette gi boligblokken høyere verdistigning enn ved valg av to-lags glass. Ved utskiftning av nåværende oljekjel anbefales det å installere bergvarmepumpe og benytte elkjelen som spisslast. Dette vil resultere en forbedring i energimerket fra rød F til gul B.
Supervisor(s): Bente HELLUM (HiOA).
Acknowledgements: HiOA (Peter G. Schild, Øystein Andersen, Erling Bøe, Vidar Jensen).

Summary: Granstangen School is one of FutureBuilt’s model projects and the school is being built in the Furuset district of Oslo. The project is a public-private partnership between the Municipality of Oslo and the developer Gran Skolebygg AS. Through interviews with key people and access to internal documents, the group has gained insight into the challenges faced by contractors, consultants and others involved during the design and construction of the school. The main project group has identified six points that have been the biggest challenges in the construction project, these are challenges related to: credibility issues for EPDs, preparation of greenhouse gas accounts, collaboration, inadequate building information models, achievement of passive house criteria, and FutureBuilt’s requirements and methods.
Norsk sammendrag: Granstangen ungdomsskole er et av FutureBuilt sine forbildeprosjekter og skolen bygges i bydelen Furuset i Oslo. Prosjektet er et offentlig-privat samarbeid mellom Oslo kommune og byggherre Gran Skolebygg AS. Gjennom blant annet intervjuer av nøkkelpersoner og innsyn i interne dokumenter har gruppen fått et innblikk i hvilke utfordringer entreprenør, rådgivere og andre involverte har stått ovenfor under utforming og oppføring av skolen. Hovedprosjektgruppen har kommet frem til seks punkter som har vært de største utfordringene i byggeprosjektet, dette er utfordringer knyttet til: Troverdighetsspørsmål til EPD-er, utarbeidelse av klimagassregnskap, samhandling, mangelfull bygningsinformasjonsmodell, oppnåelse av passivhuskriterier, og FutureBuilt sine krav og metoder.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG (HiOA).

Summary: Det Norske Veritas in Høvik has plans to build a new office building of approx. 30,000 m². In this connection, Multiconsult AS has been commissioned to design a preliminary project. This main task is based on this preliminary project, and will look at whether it is possible to use cooling with a VAV system in a zone-wise sequence as an alternative to local chilled beams. Environmental and Special Consulting, a department in Multiconsult AS, carried out calculations in IDA-ICE and SIMIEN. Based on these calculations, it was found that the 4th floor in the south-east direction had challenges in relation to cooling requirements. These results were then analysed, and were to be compared with a laboratory test at Oslo and Akershus University College. An attempt was made at the HVAC technical lab on the 9th floor at Oslo and Akershus University College to simulate the theoretical conditions that could arise on the 4th floor of the office building. The HVAC lab was heated to around 26 °C, and the ventilation was set to deliver subcooled air at 16 °C. Unfortunately, the ventilation unit was unable to deliver a temperature lower than 18 °C. As a result, the experiment was terminated and discarded when the operational temperature eventually rose to over 28 °C. Further results were therefore based on the theoretical calculations that the Environment and Special Consulting department of Multiconsult AS had prepared. As can be seen from simulation B, carried out in IDA-ICE, it would theoretically be entirely possible to design the facility using ventilation cooling, cooling with DCV in a zone-by-zone sequence. Since energy calculations have not been made in relation to the energy consumption of the ventilation cooling, it is difficult to say whether it will be economically profitable in the long term to use cooling with a VAV system in a zone-by-zone sequence, as the ventilation cooling must run continuously 24/7 during the hottest periods.
Norsk sammendrag: Det Norske Veritas på Høvik har planer om å bygge et nytt kontorbygg på ca. 30000 m². Multiconsult AS har i den forbindelse fått oppdraget med å utforme et forprosjekt. Denne hovedoppgaven tar utgangspunkt i dette forprosjektet, og skal se på om det er mulig å benytte kjøling med VAV-system i sonevis sekvens som et alternativ til lokale kjølebaffler. Miljø og Spesialrådgivning, en avdeling i Multiconsult AS foretok beregninger i IDA-ICE og SIMIEN. Ut fra disse beregningene fant man ut at 4.etg i sør-østlig retning hadde utfordringer i forhold til kjølebehov. Disse resultatene ble så analysert, og skulle sammenlignes med et laboratorieforsøk ved Høgskolen i Oslo og Akershus. På VVS-teknisk lab i 9.etg ved Høgskolen i Oslo og Akershus ble det gjort et forsøk på å simulere de teoretiske forholdene som kunne oppstå i 4.etg i kontorbygget. VVS-teknisk lab ble varmet opp til rundt 26 °C, og ventilasjonen ble satt til å levere underkjølt luft på 16°C. Dessverre klarte ikke ventilasjonsaggregatet å levere lavere temperatur enn 18 °C. Som følge av dette ble forsøket avsluttet og forkastet da operativ temperatur til slutt steg til over 28 °C. Videre resultater ble derfor basert på de teoretiske beregningene som avdelingen for Miljø og Spesialrådgivning i Multiconsult AS hadde utarbeidet. Som det fremkommer av simulering B, utført i IDA-ICE vil det teoretisk sett være fult mulig å prosjekter anlegget ved hjelp av ventilasjonskjøling, kjøling med DCV i sonevis sekvens. Da det ikke er gjort energiberegninger i forhold til energiforbruket på ventilasjonskjølingen, er det vanskelig å si om det på sikt vil være energiøkonomisk lønnsomt å benytte kjøling med VAV-system i sonevis sekvens, da ventilasjonskjølingen må gå døgnkontinuerlig i de varmeste periodene.
Supervisor(s): Heidi LIAVÅG (HiOA).
Acknowledgements: Multiconsult (Ørnulf Kristiansen); HiOA (Peter G. Schild); Lindab (Robin Kristiansen); TROX Auranor (Eivind Erntsen); Swegon (Rolf Sørlie); GK (Bjørn S. Johansen).

Summary: The thesis deals with energy and indoor climate assessment of the Norwegian Naval Academy. It is a college that offers a bachelor’s degree in military studies for officers in the Navy. It was established in Fredriksvern in 1817, and has been located at Laksevåg just outside Bergen since 1960. Today, the Norwegian Naval Academy appears as a modern building with a large capacity. The Technical Regulation of 2010, TEK10, sets strict requirements for energy measures for new buildings and major renovations of existing buildings. It can often be difficult to document that one actually complies with the requirements set by the authorities. By entering the building into a computer simulator (SIMIEN), one can quickly determine whether the building meets the requirements in TEK10 (the 2010 building regulations). It is then possible to quickly make changes if the building has individual components that are not satisfactory. It must be ensured that the Norwegian Naval Academy is characterized by a tight economy, so cost-saving solutions must be taken into account. Veidekke has worked closely with Forsvarsbygg to find cost-saving solutions. There were major challenges with water ingress as a result of existing roofs having to be demolished to build new structures. During the construction, it turned out that the existing building was very inadequately reinforced. This led to extensive reinforcement work on existing structures. The background theory for the demanding work is the road deck’s new office building, which was added to the existing building at the end of 2004. The aim of the task has therefore been to see whether the design measures give the Naval Academy a more user-friendly building that will meet the criteria of TEK-10. Current values ​​will be assessed against new values. The output of the architectural facade/construction has not been taken into account in the consideration of replacement. Primarily, the emphasis is placed on windows and a reduction proposal for the U-value in the external walls, which as of today is too poor compared to today’s reality. Different methods have been used to solve the task. The simulation program SIMIEN has been used to calculate the energy consumption of the building both before and after a method that meets current requirements. SIMIEN is a simulation program for calculating energy use, power requirements and indoor climate in buildings. Travel destinations have been made and days have been spent on inspections and dialogues with the operations manager as well as own calculation methods that are used in the report. In line with the operations manager, more group rooms are called for so that the students have more space for their own independent study. This has not yet been planned between Veidekke and Forsvarsbygg. Implementation of the proposal for the design by Wetle Finsådal was up for discussion, but due to a lack of details, this was excluded from the report. A long and diligent dialogue with operations manager Roald Osmundsen has also been carried out to find good solutions to the problems, especially which criteria the building must meet in order to reduce energy requirements. The results show a well-planned building where energy savings, replacement of windows and the proposal to re-insulate the external wall to reduce the U-value in the walls have been central. It is assumed that external insulation would be the best. This after an inspection round. This avoids a change in building physics, as incorrect post-insulation can result in increased moisture content. In terms of energy, the building, including the office building, has gone from having a total net energy requirement of 4,103,270 kWh/year to 3,870,800 kWh/year. This is a reduction of a full 232,470 kWh/year. The heating requirement has gone from 145.7 kWh/m2/year to 122.1 kWh/m2/year in the existing building and in the office building, the heating requirement has gone from 118.1 kWh/m2/year to 40.5 kWh/m2/year. Based on the low-energy report from Sintef, this is not below the requirements, but satisfactory enough according to existing values. The heat loss figure has gone from 2.58 W/m²K (existing building) to 2.32 W/m²K. In the office building, the heat loss figure has gone from 1.82 W/m²K (existing values) to 1.18 W/m²K. This is also below the requirements set according to the criteria from Sintef’s low-energy report. The conclusion is that if everything is to be taken under one roof, the annual budget will be blown and the building will be on hold during the entire process. Therefore, the wings are divided separately and rehabilitated part by part as the budget allows. The savings will not yield much in the first couple of years, but after 5-10 years, you will notice that you have saved large amounts of money. This is a profitable vision for the SKSK quarter. The Naval Academy will then have the criteria of existing values ​​reduced as per the rehabilitation proposal. It has received all the facilities that were missing for today’s requirements so that the everyday lives of the building, students and employees will improve within the areas of the report.
Norsk sammendrag: Oppgaven omhandler energi- og inneklimavurdering av Sjøkrigsskolen. Det er en høgskole som tilbyr bachelorgrad i militære studier for offiserer i Sjøforsvaret. Den ble etablert i Fredriksvern i 1817, og har siden 1960 ligget ved Laksevåg rett utenfor Bergen. I dag framstår Sjøkrigsskolen som et moderne bygg med en stor kapasitet. Teknisk forskrift av 2010, TEK10, stiller strenge krav til energitiltak for nye bygninger og større ombygninger av eksisterende bygg. Ofte kan det være vanskelig å dokumentere at en faktisk overholder kravene myndighetene har satt. Ved å legge inn bygget i en datasimulator (SIMIEN) kan man raskt fastslå om bygningen tilfredsstiller kravene i TEK10 (dagens krav). Deretter er det raskt å gjøre endringer om bygget skulle ha enkeltkomponenter som ikke er tilfredsstillende. Det må tilrettelegges at Sjøkrigsskolen er preget av en stram økonomi, så det må tas hensyn til kostnadsbesparende løsninger. Veidekke har jobbet tett mot Forsvarsbygg for å finne kostnadsbesparende løsninger. Det var store utfordringer med vanninntrenging som følge av at eksisterende tak måtte rives for å bygge nye konstruksjoner. Det viste seg under utførelsen at eksisterende bygg var svært mangelfullt armert. Dette førte til omfattende forsterkningsarbeid på eksisterende konstruksjoner. Bakgrunns teori for det krevende arbeidet er veidekkets nye kontorbygg som ble påbygd ut ifra eksisterende bygg i utgangen av 2004. Målet med oppgaven har derfor vært å se om de prosjekterende tiltakene gir Sjøkrigsskolen en mer brukervennlig bygning som skal oppfylle kriteriene til TEK-10. Nåværende verdier skal vurderes opp mot nye verdier. Utgangen av arkitekturens fasade/konstruksjon er ikke tatt med i betraktningen av utskiftning. Primært er tyngden lagt på vinduer og et reduksjonsforslag av U-verdien i ytterveggene som etter pr. dags dato er for dårlig opp mot dagens realitet. For å løse oppgaven er det benyttet forskjellige metoder. Simuleringsprogrammet SIMIEN er brukt for å beregne energiforbruket til bygget både før og etter en metode som dagens krav tilsier. SIMIEN er et simuleringsprogram for beregning av energibruk, effektbehov og inneklima i bygninger. Reisemål er foretatt og det er lagt ned dager med befaring og dialoger med driftsleder samt egne beregningsmetoder som er benyttet i rapporten. I tråd med driftsleder så etterlyses det flere grupperom slik at studentene får mer plass til eget selvstudiet. Dette er foreløpig ikke planlagt enda mellom Veidekke og Forsvarsbygg. Implementering av forslag til designet av Wetle Finsådal var til diskusjon, men etter mangel på detaljer så ble dette utelukket i rapporten. En lang og flittig dialog med driftsleder Roald Osmundsen er også utført for å finne gode løsninger på problemene, da spesielt hvilke kriterier bygget må oppfylle for å få redusert energibehovet. Resultatene viser et godt planlagt bygg hvor energibesparelser, utskiftninger av vinduer og forslaget av å etterisolere utvendig vegg for å redusere u-verdien i veggene har stått sentralt. Det antas at utvendig isolering ville være det beste. Dette etter befaringsrunde. Da unngår en endring i bygningsfysikken, da feil etterisolering kan gi økt fuktinnhold. Energimessig har bygget inkl. kontorbygget gått fra å ha et totalt netto energibehov på 4 103 270 kWh/år til 3 870 800 kWh/år. Dette er en reduksjon på hele 232 470 kWh/år. Oppvarmingsbehovet har gått fra å være 145,7 kWh/m2/år til å være 122,1 kWh/m2/år på eksisterende bygg og ved kontorbygget så har oppvarmingsbehovet gått fra å være 118,1 kWh/m2/år til 40,5 kWh/m2/år. Ut ifra lavenergirapporten til Sintef så er dette ikke under kravene, men tilfredsstillende nok etter eksisterende verdier. Varmetapstallet har gått fra å være 2,58 W/m²K (eksiterende bygg) til 2,32 W/m²K. Ved kontorbygget så har varmetapstallet gått fra1,82 W/m²K (eksisterende verdier) til 1,18 W/m²K. Dette er også under kravene som er satt etter kriteriene fra Sintefs lavenergirapport. Konklusjonen er at dersom alt skal tas under en kam, så vil årsbudsjettet sprenges og bygget vil under hele prosessen stå på vent. Derfor fordeles fløyene hver for seg og rehabiliterer del for del etter hvert som budsjettet strekker til. Besparingen vil ikke gi noe særlig de første par årene, men etter 5-10 år, så vil man merke at man har spart inn store kostnadssummer. Dette er en lønnsom visjon for SKSK-kvartalet. Sjøkrigsskolen vil da få redusert kriteriene av eksisterende verdier som etter forslag av rehabilitering. Det har fått alle de fasilitetene det da mangler til kravene idag slik at hverdagene til bygget, studenter og ansatte vil bedres innenfor rapportens områder.
Supervisor(s): Habtamu B. MADESSA (HiOA).
Acknowledgements: Forsvarsbygg.